一種用于移動終端的虹膜識別攝像頭模組的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種能夠用于移動終端的虹膜識別攝像頭模組。該攝像頭模組包括圖像傳感器，該圖像傳感器包括靠近鏡頭布置的微濾鏡層和遠(yuǎn)離鏡頭布置的感光傳感器，所述微濾鏡層包括成陣列排列的多個微濾鏡單元，所述感光傳感器包括與各個微濾鏡單元上下垂直對應(yīng)布置的多個像元單元，每個像元單元對應(yīng)圖像的一個像素點(diǎn)。由此，攝像頭模組在可見光環(huán)境下可正常成像，不偏色，又能在有紅外照明單元光源情況下進(jìn)行虹膜識別。本裝置結(jié)構(gòu)新穎、體積小巧、適于批量生產(chǎn)、成本低，在手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦上使用虹膜識別認(rèn)證，有利于保護(hù)用戶的信息安全。
【專利說明】一種用于移動終端的虹膜識別攝像頭模組
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種攝像頭模組，特別涉及一種用于移動終端的虹膜識別攝像頭模組。
【背景技術(shù)】
[0002]虹膜是眼睛的一個組成部分，是瞳孔和鞏膜之間的環(huán)狀組織，每只眼睛的虹膜圖案各不相同，且終身不變。虹膜識別具有唯一性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、非侵犯性等優(yōu)點(diǎn)，已被成功地應(yīng)用于機(jī)場、海關(guān)、銀行，監(jiān)獄等場合的身份鑒定。
[0003]目前移動設(shè)備(諸如手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等)的個人信息安全和網(wǎng)絡(luò)交互信息安全問題越發(fā)突出。為了保障信息安全，很多廠商已經(jīng)在移動設(shè)備上集成了多種用于身份識別的裝置。例如，移動設(shè)備已經(jīng)成功集成了人臉識別或指紋識別裝置用于身份識別。然而，這些身份識別裝置均有缺點(diǎn)，例如，人臉識別技術(shù)的識別正確率低，因此不能獨(dú)立解決高級別的信息安全問題，如替代網(wǎng)絡(luò)支付密碼等。指紋識別技術(shù)的缺點(diǎn)在于，當(dāng)集成在移動終端上時需要添加額外的指紋采集硬件模塊，不僅破壞了移動終端的外觀美觀度，增大了移動終端的體積，而且增加了移動設(shè)備的成本。此外，由于人的指紋容易偽造，因此不利用應(yīng)用在更高級別的信息安全問題上。另外，指紋作為暴露在人體表面的特征，也容易受到外界影響而破損，例如受到外傷，因此無法作為一種有效且穩(wěn)定的身份識別方法。
[0004]相比人臉識別和指紋識別技術(shù)，虹膜識別具有唯一性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、非侵犯性等優(yōu)點(diǎn)，而且目前移動設(shè)備如手機(jī)、平板電腦、移動電腦上都已經(jīng)有攝像頭模組用于拍攝照片，完全可以用這些攝像頭模組來實現(xiàn)虹膜識別。
[0005]目前通常的攝像頭模組主要包括圖像傳感元件以及圖像處理芯片等，圖像傳感元件主要分為電荷耦合元件(CCD)與互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)?？梢姽獾牟ㄩL范圍是380?780nm，780nm以上屬于紅外光部分，而CXD和CMOS既能感應(yīng)可見光，也能感應(yīng)紅外光。當(dāng)紅外光與可見光同時進(jìn)入到CCD或者CMOS中被其感應(yīng)的時候，拍攝出來的圖像色彩會與人眼看到的環(huán)境的色彩不一致，即所謂的偏色，這是因為紅外光對色彩還原進(jìn)行了破壞。廠家為了在自然光下獲得更好的色彩還原，使用紅外截止濾光片設(shè)置于CCD或CMOS前面來過濾紅外光。而虹膜識別時，為了采集清晰的虹膜圖像，則必須要在采集虹膜時增加紅外照明，此時，采用通用的攝像頭模組是無法采集到足夠清晰的虹膜圖像的。
[0006]因此，需要一種能有效地解決上述問題的攝像頭模組。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型提供了一種新穎的用于移動設(shè)備的虹膜識別的攝像頭模組。
[0008]根據(jù)本實用新型的第一方面，本實用新型提出了一種用于虹膜識別的攝像頭模組，一種用于移動終端的虹膜識別攝像頭模組，該模組包括:鏡片組，由I片或多片鏡片組成，能夠匯聚或者發(fā)散光；鏡片座，用于固定所述鏡片組，形成鏡頭整體；鏡頭座，用于保持所述鏡頭，使得能夠通過旋轉(zhuǎn)或伸縮來調(diào)整鏡頭的聚焦；圖像傳感器，能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)化成數(shù)字信號，形成數(shù)字圖像；電路板，用于傳輸或處理數(shù)字信號；紅外照明單元，用于在虹膜拍攝模式下發(fā)射紅外光線；其中，所述圖像傳感器包括靠近鏡頭布置的微濾鏡層和遠(yuǎn)離鏡頭布置的感光傳感器，所述微濾鏡層包括成陣列排列的多個微濾鏡單元，所述感光傳感器包括與各個微濾鏡單元上下垂直對應(yīng)布置的多個像元單元，每個像元單元對應(yīng)圖像的一個像素點(diǎn)，所述微濾鏡層中，上下左右相鄰而組成一個正方形的四個微濾鏡單元分別是透射紅光、綠光、藍(lán)光以及紅外光的紅色濾鏡、綠色濾鏡、藍(lán)色濾鏡以及紅外濾鏡，紅色濾鏡與藍(lán)色濾鏡對角布置，綠色濾鏡與紅外濾鏡對角布置，各個濾鏡單元只能透射相應(yīng)的色光，其他色光都被濾鏡吸收，相應(yīng)的，像元單元對通過所述四個相鄰的微濾鏡單元的相應(yīng)的色光進(jìn)行成像。
[0009]優(yōu)選的,該虹膜識別攝像頭模組還包括雙通濾光片，厚度為0.21mm?0.3mm,能夠讓波長范圍為400?650nm的可見光以及波長范圍為820nm?880nm的紅外光通過。
[0010]優(yōu)選的，所述模組的鏡頭的等效焦距為2.5mm?5mm ;光圈范圍為2.0?2.8 ;鏡頭座直徑Φ4ι?πι?C>8mm ;光學(xué)總長度為3mm?6mm。
[0011]優(yōu)選的，最終成品攝像頭模組的尺寸為最小6x6mm見方,最大為8.5x8.5mm見方；厚度為4mm?10mnin
[0012]本實用新型結(jié)構(gòu)新穎、體積小巧、批量生產(chǎn)，成本較低，如果在手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦上使用，將在保留攝像頭模組的拍照功能不變的前提下，增加了虹膜識別的功能，而且有利于保護(hù)用戶的信息安全。
[0013]應(yīng)當(dāng)理解，前述大體的描述和后續(xù)詳盡的描述均為示例性說明和解釋，并不應(yīng)當(dāng)用作對本發(fā)明所要求保護(hù)內(nèi)容的限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]參考隨附的附圖，本發(fā)明更多的目的、功能和優(yōu)點(diǎn)將通過本發(fā)明實施方式的如下描述得以闡明，其中:
[0015]圖1示意性示出本實用新型的攝像頭模組的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2(a)和圖2(b)分別示意性示出圖像傳感器105的整體和局部結(jié)構(gòu)圖，其中圖2(b)是圖2(a)的局部A的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖3示意性示出本實用新型的攝像頭模組的另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面參考附圖，通過實施例的實例來進(jìn)一步說明實用新型。
[0019]通過參考示范性實施例，本發(fā)明的目的和功能以及用于實現(xiàn)這些目的和功能的方法將得以闡明。然而，本發(fā)明并不受限于以下所公開的示范性實施例；可以通過不同形式來對其加以實現(xiàn)。說明書的實質(zhì)僅僅是幫助相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員綜合理解本發(fā)明的具體細(xì)節(jié)。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記代表相同或類似的部件，或者相同或類似的步驟。
[0020]圖1是根據(jù)本實用新型的攝像頭模組的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]在圖1所示的實施例中，攝像頭模組100包括:鏡片組101，由I片或多片鏡片組成，可以對光線起匯聚或者發(fā)散的效果；鏡片座102，用于固定鏡片，形成鏡頭整體；鏡頭座103，可旋轉(zhuǎn)地保持鏡片座102，以通過旋轉(zhuǎn)鏡頭或者通過調(diào)整音圈馬達(dá)來調(diào)整鏡頭聚焦點(diǎn)，使得圖像清晰；圖像傳感器105，能夠?qū)⒐獾哪芰垦b換成數(shù)字信號，形成數(shù)字圖像；電路板106-108,用于傳輸或處理數(shù)字信號；紅外照明單兀109和109’，用于發(fā)射紅外光線,僅在虹膜拍攝時使用。
[0022]圖2(a)和圖2(b)分別示意性示出圖像傳感器105的整體和局部結(jié)構(gòu)圖。
[0023]如圖2 (a)所示，圖像傳感器105包括靠近鏡頭的微濾鏡層201和遠(yuǎn)離鏡頭的感光傳感器202。
[0024]微濾鏡層201包括成陣列排列的多個微濾鏡單元。感光傳感器202包括與各個微濾鏡單元上下垂直對應(yīng)布置的多個像元單元，每個像元單元對應(yīng)圖像的一個像素點(diǎn)。
[0025]取圖2(a)的局部A放大看，如圖2(b)所示，上下左右相鄰而組成一個正方形的四個微濾鏡單元2011-2014分別為四種類型的濾鏡，分別是紅色濾鏡、綠色濾鏡、藍(lán)色濾鏡以及紅外濾鏡，分別透射紅光、綠光、藍(lán)光以及紅外光。這樣的四個微濾鏡單元構(gòu)成的局部A在微濾鏡層201上有多個，組成微濾鏡單元陣列。
[0026]具體的，第一個微濾鏡單元2011為紅色濾鏡，與之對角布置的是作為藍(lán)色濾鏡的第四微濾鏡單元2014。第二微濾鏡單元2012和第三微濾鏡單元2013對角布置，分別為綠色濾鏡以及紅外濾鏡。
[0027]也就是說，各個濾鏡單元只能透射相應(yīng)的色光，其他色光都被濾鏡吸收。然后由與之相應(yīng)的像元單元2021-2024對通過四個微濾鏡單元2011-2014的相應(yīng)的色光進(jìn)行成像。
[0028]成像時，若為日常拍攝模式，根據(jù)通過相鄰的像元單元獲得的RGB色光信息來計算各個像素點(diǎn)的RGB分量，還原出照片的真實色彩；若為虹膜識別模式，則根據(jù)通過相鄰的像元單元獲得的紅外光信息來計算各個像素點(diǎn)的IR分量，以獲得清晰的紅外光虹膜圖像。
[0029]由于相鄰的像素點(diǎn)尺寸很小且距離很近，所以獲得圖像時，可以采用相鄰像元單元的顏色值的平均值來表示在該點(diǎn)位置處該顏色的組成分量。根據(jù)應(yīng)用不同，也可采用插值等方法來計算。
[0030]具體的，在日常拍攝模式，計算例如與紅色濾鏡單元2011位置對應(yīng)的像素點(diǎn)的圖像信息時，B分量取四個最近的藍(lán)色像元單元的藍(lán)光顏色值的平均值。同樣的G分量取四個最近的綠色像元單元的綠光顏色值的平均值，如此利用RGB分量即可還原出拍攝圖像的真實色彩。
[0031]類似的，在虹膜識別模式下，在計算例如與紅色濾鏡單元2011位置對應(yīng)的像素點(diǎn)的IR圖像信息時，采用與之相鄰的IR值的平均值來表示，這樣就能獲得完整的虹膜圖像。
[0032]在根據(jù)本實用新型的用于小型化的移動終端設(shè)備的虹膜識別攝像頭模組中，鏡頭的等效焦距為2.5mm?5mm ;光圈范圍為2.0?2.8 ;鏡頭座的規(guī)格為Φ4ι?πι?C>8mm ;光學(xué)總長度為3_?6_ ;最終成品攝像頭模組的尺寸為最小6x6_見方,最大為8.5x8.5mm見方；厚度為4mm?10mm。
[0033]圖3示意性示出本實用新型的攝像頭模組的另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]與圖1的實施例不同的是，圖3中的鏡片組101和圖像采集傳感器105之間增加了一個濾光片104，該濾光片104采用雙通鍍膜技術(shù)形成，厚度為0.21mm?0.3mm,能夠讓波長范圍為400?650nm的可見光通過率為80%?95%，也能讓波長范圍為820nm?880nm的紅外光通過率達(dá)到50%?95%。濾光片104以膠粘或其它固定方式固定在鏡頭座103上，從而使攝像頭模組的結(jié)構(gòu)緊湊。[0035]增加濾光片104能夠更好的過濾指定波長紅外光和指定波長可見光以外的光線，達(dá)到更好的成像效果。
[0036]綜上，根據(jù)本實用新型的攝像頭模組100可兼容波長范圍為400?650nm的可見光和優(yōu)選為820nm-880nm范圍內(nèi)的近紅外拍攝，具有普通的拍照功能，同時擴(kuò)展拍攝虹膜圖像的功能，使得在移動終端這樣的小型化設(shè)備上，只需要一個攝像頭模組即可實現(xiàn)常規(guī)拍攝和虹膜識別兩種功能的集成。
[0037]結(jié)合這里披露的本發(fā)明的說明和實踐，本發(fā)明的其他實施例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員都是易于想到和理解的。說明和實施例僅被認(rèn)為是示例性的，本發(fā)明的真正范圍和主旨均由權(quán)利要求所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于移動終端的虹膜識別攝像頭模組，該模組包括: 鏡片組，由I片或多片鏡片組成，能夠匯聚或者發(fā)散光； 鏡片座，用于固定所述鏡片組，形成鏡頭整體； 鏡頭座，用于保持所述鏡頭，使得能夠通過旋轉(zhuǎn)或伸縮來調(diào)整鏡頭的聚焦； 圖像傳感器，能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)化成數(shù)字信號，形成數(shù)字圖像； 電路板，用于傳輸或處理數(shù)字信號； 紅外照明單元，僅用于在虹膜拍攝模式下發(fā)射紅外光線； 其中，所述圖像傳感器包括靠近鏡頭布置的微濾鏡層和遠(yuǎn)離鏡頭布置的感光傳感器，所述微濾鏡層包括成陣列排列的多個微濾鏡單元，所述感光傳感器包括與各個微濾鏡單元上下垂直對應(yīng)布置的多個像元單元，每個像元單元對應(yīng)圖像的一個像素點(diǎn)； 所述微濾鏡層中，上下左右相鄰而組成一個正方形的四個微濾鏡單元分別是透射紅光、綠光、藍(lán)光以及紅外光的紅色濾鏡、綠色濾鏡、藍(lán)色濾鏡以及紅外濾鏡，紅色濾鏡與藍(lán)色濾鏡對角布置，綠色濾鏡與紅外濾鏡對角布置，各個濾鏡單元只能透射相應(yīng)的色光，其他色光都被濾鏡吸收，相應(yīng)的，像元單元對通過所述四個相鄰的微濾鏡單元的相應(yīng)的色光進(jìn)行成像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虹膜識別攝像頭模組，其中，還包括雙通濾光片，厚度為0.21mm?0.3mm,能夠讓波長范圍為400?650nm的可見光以及波長范圍為820nm?880nm的紅外光通過。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虹膜識別攝像頭模組，其中，所述模組的鏡頭的等效焦距為2.5mm?5mm ;光圈范圍為2.0?2.8 ;鏡頭座直徑Φ4ι?πι?Φ8ι?πι ;光學(xué)總長度為3mm?6mm ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虹膜識別攝像頭模組，其中，最終成品攝像頭模組的尺寸為最小6x6mm見方，最大為8.5x8.5mm見方；厚度為4mm?10mm。
【文檔編號】H04N5/225GK203734738SQ201420090333
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】邱顯超, 何召鋒, 李言, 馬力 申請人:北京中科虹霸科技有限公司